KR20190127872A - 마이크로 led 층을 적층하여 반도체 장치를 제조 - Google Patents

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Abstract

패턴화되지 않은 에피택셜 구조를 반복적으로 결합함으로써 LED를 포함하는 층의 스택이 제조된다. 에피택셜 구조가 패턴화되지 않기 때문에(예를 들어, 개별 마이크로 LED로 패턴화되지 않기 때문에), 정렬에 대한 요구가 상당히 완화된다. 예시적인 실시예는 마이크로 LED의 어레이가 대응하는 드라이버 회로와 집적된 집적 멀티-컬러 LED 디스플레이 패널이다. 드라이버 회로를 포함하는 지지 기판 상에 다수의 마이크로 LED 층이 적층되어 있다. 이 과정에서 각 층은 다음과 같이 제작된다. 패턴화되지 않은 에피택셜 구조는 기존 장치 상에 결합된다. 그 후 에피택셜 구조는 패턴화되어 마이크로 LED를 형성한다. 상기 층은 다음 층의 패턴 화되지 않은 에피택셜 구조가 결합될 수 있도록 충전되고 평탄화된다. 이러한 과정은 층의 스택을 적층하기 위해 반복된다.

Description

마이크로 LED 층을 적층하여 반도체 장치를 제조
본 출원은 2017년 3월 20일에 출원된 제목이 "마이크로-LED 디스플레이 칩 및 이의 제조 방법(Micro-LED Display Chip and Method of Making Same)"인 미국 가특허 출원 번호 제62/473,953호를 35 U.S.C. § 119(e)에 따라 우선권 주장한다. 상기 출원들의 내용은 전체로서 본 명세서에 참고로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 반도체 장치를 제조하는 방법, 예를 들어 집적 멀티-컬러 LED 디스플레이 패널을 제조하는 방법에 관한 것이다.
박막 트랜지스터(TFT) 기술과 결합된 능동 매트릭스 액정 디스플레이(LCD) 및 유기 발광 다이오드 디스플레이(OLED)는 오늘날 상업용 전자 장치에 점점 대중화되고 있다. 이러한 디스플레이는 랩탑 개인용 컴퓨터, 스마트 폰 및 개인 휴대 정보 단말기에 널리 사용된다. 수백만 픽셀이 함께 디스플레이 상에 이미지를 생성한다. 박막 트랜지스터는 각 픽셀을 개별적으로 켜고 끄는 스위치 역할을 하여 픽셀을 밝게 하거나 어둡게 하며, 각 픽셀과 전체 디스플레이를 편리하고 효율적으로 제어할 수 있다.
그러나, 종래의 액정 디스플레이는 낮은 광 효율로 인해 높은 전력 소비 및 제한된 배터리 동작 시간을 야기한다. 유기 발광 다이오드 디스플레이 패널은 일반적으로 액정 디스플레이 패널보다 적은 전력을 소비하지만, 유기 발광 다이오드 디스플레이 패널은 여전히 배터리-동작 장치 내에서 주요한 전력 소비 장치에 해당한다. 배터리 수명을 연장하기 위해, 디스플레이 패널의 전력 소비를 줄이는 것이 바람직하다.
종래의 무기 반도체 발광 다이오드(LED)는 우수한 광 효율을 보여 주었고, 이는 배터리 동작 전자 장치에 대해 능동 매트릭스 LED 디스플레이를 더욱 바람직하게 만든다. 드라이버 회로 및 발광 다이오드들(LEDs)의 어레이들은 수백만 픽셀을 제어하여 디스플레이 상에 이미지를 렌더링하는 데 사용된다. 다양한 제조 방법에 따라 단색 디스플레이 패널 및 풀 컬러 디스플레이 패널 모두 제조될 수 있다.
그러나, 픽셀 드라이버 회로 어레이와 수천 또는 수백만 개의 마이크로 LED의 집적화(integration)는 매우 어려운 일이다. 다양한 제조 방법이 제안되었다. 하나의 제안 방법에서, 제어 회로는 하나의 기판 상에 제조되고 LED는 별도의 기판 상에 제조된다. LED는 중간 기판으로 이송되고 오리지널 기판은 제거된다. 그런 다음 중간 기판의 LED는 한 번에 하나 또는 몇 개씩 선택되어 제어 회로를 갖는 기판에 배치된다. 그러나, 이러한 제조 공정은 비효율적이고 비용이 많이 발생된다. 나아가, 마이크로 LED를 대량 이송하기 위한 제조 도구가 존재하지 않는 상황이다. 따라서, 새로운 도구가 개발되어야 한다.
다른 제안 방법에서, 오리지널 기판을 갖는 전체 LED 어레이는 정렬되고 금속 본딩을 사용하여 제어 회로에 결합된다. LED가 제조되는 기판은 최종 제품에 남아 있으며, 이는 가벼운 누화(light cross-talk)를 일으킬 수 있다. 또한, 서로 상이한 두 기판 사이의 열적 불일치는 결합 인터페이스에서 스트레스를 발생시켜 신뢰성 문제를 야기할 수 있다. 또한, 멀티 컬러 디스플레이 패널은 일반적으로 단일 컬러 디스플레이 패널과 비교하여 다른 기판 재료에서 성장된 더 많은 LED 및 다른 컬러 LED를 필요로 하므로, 종래의 제조 공정을 더욱 복잡하고 비효율적으로 만든다.
결과적으로, 보다 개선된 제조 방법이 요구된다.
본 발명은 비 패턴화 에피택셜 구조를 결합하는 복수의 단계를 사용함으로써 종래 기술의 한계를 극복한다. 에피택셜 구조는 패턴화되지 않기 때문에(예를 들어, 개별적인 마이크로 LED로 패턴화되지 않기 때문에), 정렬에 대한 요구가 상당히 완화된다.
예시적인 실시예는 마이크로 LED의 어레이가 대응하는 드라이버 회로와 집적된 집적 멀티-컬러 LED 디스플레이 패널이다.
드라이버 회로는 일반적으로 디스플레이 패널의 LED를 구동하는 픽셀 드라이버 어레이이다. 픽셀 드라이버의 어레이는 지지 기판 상에 제조된다. 그 후, 지지 기판 상에 다수의 마이크로 LED 층들이 적층된다. 이 과정에서 각 층은 다음과 같이 제작된다. 패턴화되지 않은 에피택셜 구조는 기존 장치 상에 결합된다. 그 후 에피택셜 구조는 패턴화되어 마이크로 LED를 형성한다. 상기 층은 다음 층의 패턴 화되지 않은 에피택셜 구조가 결합될 수 있도록 충전되고 평탄화된다. 이러한 과정은 층들의 스택을 적층하기 위해 반복된다.
다른 양상들은 컴포넌트들, 디바이스들, 시스템들, 개선들, 방법들, 프로세스들, 애플리케이션들 및 상기 중 임의의 것과 관련된 다른 기술들을 포함한다.
본 발명은 비 패턴화 에피택셜 구조를 결합하는 복수의 단계를 사용함으로써 종래 기술의 한계를 극복한다. 에피택셜 구조는 패턴화되지 않기 때문에(예를 들어, 개별적인 마이크로 LED로 패턴화되지 않기 때문에), 정렬에 대한 요구가 상당히 완화된다.
본 발명의 실시예는 첨부 도면과 함께 이해하면, 상세한 설명 및 첨부된 청구 범위로부터 보다 용이하게 명백해질 다른 장점 및 특징을 갖는다.
도 1a는 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 픽셀의 회로도이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 집적 멀티-컬러 LED 디스플레이 패널의 몇몇 픽셀의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2l은 일 실시예에 따른 멀티-층 공정에 의한 집적 멀티-컬러 LED 디스플레이 패널의 제조를 도시하는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 두 실시예들에 따른 공통 전극의 평면도이다.
도 3c는 일 실시예에 따른 공통 전극의 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 광학적 격리를 위한 구조들을 도시하는 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 픽셀 어레이를 갖는 디스플레이 패널의 예시적인 평면도이다.
도면은 단지 예시의 목적으로 다양한 실시예를 도시한다.
당업자는 다음의 논의로부터 본 명세서에 설명된 구조 및 방법의 대안적인 실시 예가 본 명세서에 설명된 원리를 벗어나지 않고 채용될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다.
도면 및 이하의 설명은 단지 예시적인 방식으로 바람직한 실시예에 관한 것이다. 다음의 논의로부터, 본 명세서에 개시된 구조 및 방법의 대안적인 실시예는 청구된 것의 원리를 벗어나지 않고 채용될 수 있는 실행 가능한 대안으로서 용이하게 인식될 것이다.
도 1a는 디스플레이 패널의 픽셀의 회로도이다. 디스플레이 패널은 픽셀 드라이버 및 LED(140), 예를 들어 마이크로 LED들을 포함한다. 마이크로 LED들은 일반적으로 측방향 치수(lateral dimension)가 50 미크론(um) 이하이고, 측방향 치수가 10 um 미만, 심지어 수 um 일 수 있다. 이 예시에서, 픽셀 드라이버는 하나의 커패시터(130) 및 두 개의 트랜지스터를 포함한다. 두 개의 트랜지스터에서 하나의 트랜지스터는 제어 트랜지스터(120)이고, 다른 하나는 구동 트랜지스터(110)이다. 이 예시에서, 제어 트랜지스터(120)는 게이트가 스캔 신호 버스 라인(150)에 연결되고, 하나의 소스/드레인은 데이터 신호 버스 라인(170)에 연결되며, 다른 소스/드레인은 스토리지 커패시터(130) 및 구동 트랜지스터(110)의 게이트에 연결되도록 구성된다. 구동 트랜지스터(110)의 하나의 소스/드레인은 전압 공급원(Vdd)에 연결되고, 다른 드레인/소스는 LED(140)의 p-전극에 연결된다. LED(140)의 n-전극은 커패시터(130)와 접지에 연결된다. 이 예시에서, 스캔 신호(150)가 제어 트랜지스터(120)의 게이트를 오픈하면, 데이터 신호(170)는 스토리지 커패시터(130)를 충전하고, 구동 트랜지스터(110)의 게이트 전압을 설정하여 LED(140)를 통과하는 전류 흐름을 제어한다. 여기서, 스토리지 커패시터(130)는 구동 트랜지스터(110)의 게이트 전압을 유지하기 위해 사용되며, 따라서 스캔 신호(150)가 다른 픽셀을 설정하는 시간 동안 LED(140)를 통해 흐르는 전류를 유지한다. 다른 픽셀 드라이버 설계는 예를 들어, 미국 특허 출원 번호 제12/214,395호, "모놀로지 액티브 또는 패시브 매트릭스 LED 어레이 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 시스템(Monolithic Active or Passive Matrix LED Array Display Panels and Display Systems Having the Same)"에 설명된 것과 같이 자명하며, 상기 출원은 참조로 여기에 포함된다.
다음의 예시들은 주로 GaN 마이크로 LED의 어레이가 CMOS 픽셀 드라이버와 집적된 집적 마이크로 LED 디스플레이를 사용하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 서술된 기술은 이러한 특정 애플리케이션에 국한되는 것은 아니다. 마이크로 LED의 예로는 GaN 기반 UV/블루/녹색 마이크로 LED, AlInGaP 기반 적색/주황색 마이크로 LED, GaAs 또는 InP 기반 적외선(IR) 마이크로 LED 등이 있다. 마이크로 LED 및 다른 마이크로 구조들의 추가적인 예시들은 미국 특허 출원 번호 제15/135,217 호 "집적 박막 트랜지스터 회로를 가진 반도체 장치(Semiconductor Devices with Integrated Thin-Film Transistor Circuitry)", 제15/269,954호 "정렬 본딩 및 기판 제거 기능을 가진 반도체 장치 제조(Making Semiconductor Devices with Alignment Bonding and Substrate Removal)", 제15/269,956호 "집적 마이크로 렌즈 어레이를 가진 디스플레이 패널(Display Panels with Integrated Micro Lens Array)", 제15/272,410호 "집적 마이크로 렌즈 어레이를 가진 디스플레이 패널 제조(Manufacturing Display Panels with Integrated Micro Lens Array)", 및 제15/701,450호 "멀티-컬러 마이크로 LED 어레이 광원(Multi-Color Micro-LED Array Light Source)"에 개시되어 있으며, 전술한 모든 특허 출원들은 그 전체가 참고로 포함된다.
도 1b는 일 실시예에 따른 집적 멀티-컬러 LED 디스플레이 패널의 몇몇 픽셀들의 단면도이다. 도 1b에서, 개별 드라이버 회로의 어레이는 지지 기판(102) 상에서 제조된다. 도 1b에 도시된 검은색 사각형(110)은 드라이버 회로에 대한 전기적 연결, 예를 들어, 도 1a에서 구동 트랜지스터(110)와 LED(140) 사이의 연결을 나타낸다. 설명의 편의상, 이러한 연결부(110)는 드라이브 회로(110) 또는 픽셀 회로(110)로 지칭될 수 있다. 드라이버 회로(110)는 접미사 R, G, B로 라벨링되는 데, 이는 적색, 녹색 및 청색 픽셀에 대응하기 때문이다. 픽셀 드라이버(110)의 어레이는 마이크로 LED(140)에 전기적으로 연결된다. 마이크로 LED(140) 또한 이들의 컬러를 나타내기 위해 접미사, R, G, B로 라벨링된다. 마이크로 LED들(140R, G, B)은 기판 및 픽셀 드라이버의 상부에 적층된 상이한 층들(strata) 155R, G, B에 포함된다. 하부 층(155R)은 적색 마이크로 LED(140R)를 포함하고, 중간 층(155G)은 녹색 마이크로 LED(140G)를 포함하며, 그리고 상부 층(155B)은 청색 마이크로 LED(140B)를 포함한다. 설계에 따라 층에 포함되는 컬러는 다양할 수 있다. 설명의 편의상, "위(up)"는 기판(102)으로부터 멀어지는 것을 의미하고, "아래(down)"는 기판을 향하는 것을 의미하며, 상부(top), 하부(bottom), 상(above), 하(below), 아래(under), 아래에(beneath) 등과 같은 방향을 나타내는 다른 용어들은 이에 따라 해석된다.
가장 왼쪽의 마이크로 LED(140R)를 예시로서 사용하면, 각각의 마이크로 LED는 에피택셜 구조(141)로부터 형성된다. 예를 들어, III-V 질화물(III-V nitride), III-V 비화물(III-V arsenide), III-V 인화물(III-V phosphide) 및 III-V 안티몬화물(III-V antimonide) 에피택셜 구조로부터 형성된다. 상부 접촉 금속 패드(142)는 마이크로 LED(140)의 상부에 전기적으로 연결되고, 또한 필요에 따라 임의의 개재 층을 통과하는 비아(via, 143)를 사용하여 공통 전극(165)에 전기적으로 연결된다. 마이크로 LED(140R)의 경우, 비아(143)는 층들(155G, B)을 통과하여 공통 전극(165)에 연결된다. 하부 접촉 금속 패드(144)는 마이크로 LED(140)의 하부에 전기적으로 연결되고, 또한 필요에 따라 임의의 개재 층을 통과하는 비아(145)를 사용하여 대응하는 픽셀 드라이버(110)에 전기적으로 연결된다. 마이크로 LED(140R)은 하부 층에 있기 때문에, 개재 층이 없고 및 비아(145)가 사용되지 않는다. 가장 오른쪽의 마이크로 LED(140G)의 경우, 비아(145)는 개재 층(155R)을 통해 하부 접촉 금속 패드(144)를 대응하는 픽셀 드라이버(110)에 전기적으로 연결하며, 비아(143)는 개재 층(155B)를 통해 상부 접촉 금속 패드(142)를 공통 전극(165)에 전기적으로 연결한다. 이러한 예시에서, 각각의 마이크로 LED(140)는 단일 공통 전극(165)에 연결되지만, 이는 아래에 도시된 다른 설계에서 알 수 있는 바와 같이 필요적인 것은 아니다. 예를 들어, 서로 연결되지 않은 공통 전극에 서로 다른 마이크로 LED들(140)을 연결하면 마이크로 LED들(140)을 개별적으로 바이어싱할 수 있다.
이하에 더 상세히 설명될 제조 방법으로 결과로서, 각 층(155)은 인접한 층μ 사이의 경계면(157)이 평면이 되도록 물질(149)로 채워진다. 이는 다음 층의 제작을 용이하게 한다. 충전 물질(fill material, 149)의 예시로서, 비전도성 및 투명성을 가지는 실리콘 산화물이 사용된다. 이는 마이크로 LED와 비아 사이의 전기적 절연을 제공할 뿐만 아니라, 하부 층의 마이크로 LED에 의해 생성된 광이 층을 통해 전파될 수 있게 한다. 충전 물질(149)의 다른 예는 실리콘 질화물이다. 각 층에 대한 충전 물질(149)은 단일 균질 재료일 필요는 없다. 재료 또는 구조의 조합이 사용될 수 있다. 상세한 구조에 관계없이, 바람직하게는 각 층은 하부 층의 마이크로 LED 상에 측방향으로 위치한 영역에서 투명하므로, 하부 층의 마이크로 LED에 의해 생성된 광은 그러한 영역을 통해 전파될 수 있다.
보다 상세하게는, 드라이버 회로는 다음과 같이 제조된다. 지지 기판(102)은 개별 드라이버 회로(110)의 어레이가 제조되는 기판이다. 일 실시예에서, 기판(102)은 Si 기판이다. 다른 실시예에서, 지지 기판(102)은 투명 기판, 예를 들어 유리 기판이다. 다른 예시에서, 기판은 GaAs, GaP, InP, SiC, ZnO 및 사파이어 기판을 포함한다. 드라이버 회로(110)는 마이크로 LED를 구동하기 위해 개별 픽셀 드라이버를 형성한다. 기판(102)상의 회로는 각각의 개별 픽셀 드라이버(110)에 대한 접점 및 또한 접지 접점을 포함한다. 각각의 마이크로 LED는 또한 2 개의 접점을 갖는다: 하나는 픽셀 드라이버에 연결되고, 다른 하나는 접지(즉, 공통 전극)에 연결된다.
도시되지 않은 대안적인 실시예에서, 드라이버 회로는 CMOS 드라이버 회로 이외의 드라이버 회로를 포함할 수 있다. 일 예시로, 드라이버 회로는 박막 트랜지스터(TFT) 드라이버 회로를 포함할 수 있다. 다른 예시로, 드라이버 회로는 III-V 화합물 반도체를 사용하는 회로일 수 있다.
명확한 설명을 위해, 도 1b는 단지 6개의 마이크로 LED 및 대응하는 픽셀 드라이버를 도시한다. 임의의 수의 마이크로 LED 및 픽셀 드라이버가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 완전히 프로그램 가능한 디스플레이 패널에서, LED 및 드라이버 회로는 개별적으로 어드레싱 가능한 픽셀, 바람직하게는 멀티 컬러 픽셀의 어레이를 형성하기 위해 어레이로 배열된다. 대안적인 실시예에서, 디스플레이 패널은 보다 제한된 프로그래밍성을 가질 수 있고 픽셀은 상이한 기하학적 구조로 배열될 수 있다. 또한, 드라이버 회로와 LED간에 일대일 대응이 필요하지 않을 수 있다. 예를 들어, 여분(redundancy)을 생성하기 위해 동일한 픽셀 드라이버 출력에 연결된 둘 이상의 LED가 있을 수 있으며, LED들 중 하나에 오류가 발생하더라도 나머지 LED가 여전히 픽셀을 밝힐 수 있다.
마이크로 LED는 또한 상이한 방식으로 층들에 분포될 수 있고, 또한 상이한 개수의 층들이 존재할 수 있다. 하나의 접근법에서, 상이한 층들의 마이크로 LED들은 도 1b의 예시와 같이 상이한 파장의 광을 생성한다. 색상은 자외선, 청색, 녹색, 주황색, 적색 및 적외선을 포함 할 수 있다. 여기서, 빛, 광학 및 색과 같은 용어는 자외선 및 적외선을 모두 포함하는 것으로 의도된다.
도 2a 내지 도 2l은 일 실시예에 따른 멀티-층들 공정을 사용하여, 도 1b의 집적 멀티-컬러 LED 디스플레이 패널의 제조를 도시하는 단면도이다. 보다 구체적으로, 도 2a 내지 도 2g는 적색 마이크로 LED를 갖는 하부 층(155R)의 제조를 도시하며, 도 2h 내지 도 2j는 녹색 마이크로 LED를 이용한 중간 층(155G)의 제조를 도시하고, 도 2k는 청색 마이크로 LED를 사용한 상부 층(155B)의 제조를 도시하며, 도 2l은 공통 전극(165)의 제조를 도시한다.
도 2a의 단면도는 픽셀 드라이버(110)를 지지하는 기판(102)을 도시한다. 명확성을 위해, 픽셀 드라이버들에 대한 접촉부(110)만이 도시되어 있다. 패터닝되지 않은 에피택셜 구조(220R)는 픽셀 드라이버를 가지는 기존의 기판 구조 상에 결합된다. 하나의 제조 방법에서, 에피택셜 층(220R)은 별도의 기판(에피택시 기판으로 지칭됨) 상에서 성장된다. 연속적이고 균일한 금속층(221R)은 에피택셜 층(220R) 상에 제조된다. 금속 결합층(221R)은 저항성 접촉층, 광 반사층, 및 금속 결합 층을 포함할 수 있다. 대응하는 금속 결합층(211)은 또한 픽셀 드라이버를 가지는 기판 상에 제조된다. 2개의 금속 결합층(211 및 221R)은 서로 결합된다. 공정 결합(Eutectic bonding), 열 압축 결합 및 과도 액체상(TLP, transient liquid phase) 결합이 사용될 수 있는 결합 기술이다. 이어서, 에피택시 기판은 예를 들어 레이저 리프트-오프 공정 또는 습식 화학 에칭에 의해 제거되며, 도 2a에 도시된 구조를 남긴다. 에피택시 구조(220R)는 패터닝되지 않기 때문에, 이전에 제조된 LED 어레이가 픽셀 드라이버 어레이에 결합된 경우와 같이 미세한 정렬이 필요하지 않다.
도 2b에서, 에피택셜 구조(220R) 및 결합층(211, 211R)이 패터닝된다. 에피택셜 구조(220R)는 마이크로 LED를 형성하도록 패턴화된다. 결합층(211, 221R)은 패터닝되어 전기적으로 분리된 금속 패드를 형성한다. 이러한 예시에서, 가장 왼쪽 픽셀 드라이버(110R)는 적색 픽셀 용이고 에피택셜 구조(220R)은 적색 마이크로 LED를 형성하기 위한 것이다. 따라서, 패터닝은 가장 왼쪽 픽셀 드라이버(110R)에 전기적으로 연결된 적색 마이크로 LED(140R)를 생성한다. 에피택셜 구조(220R)는 개별 마이크로 LED에 위한 에피택셜 층(141R)을 정의하고 분리하기 위해 패턴화된다. 결합층(211, 221R)은 마이크로 LED(140R)를 위한 하부 접촉 금속 패드(144R)를 형성하도록 패턴화된다. 패터닝은 예를 들어 건식 에칭에 의해 수행될 수 있다. LED를 패터닝 한 후, 상부 접촉 금속 패드(142R)가 증착된다.
다른 2 개의 픽셀 드라이버(110G, B)는 적색 픽셀용이 아니므로, 그 위에 적색 마이크로 LED가 형성되지 않는다. 그러나, 금속 패드(213G, B)는 더 높은 층에서 LED에 전기적으로 연결되도록 패턴화된다. 결과적으로, 최하층은 풀 스택의 각 마이크로 LED에 대한 금속 패드를 포함한다. 이들 금속 패드는 적색 마이크로 LED를 위한 하부 접촉 금속 패드 또는 다른 마이크로 LED를 위한 상호 연결부로서 기능한다. 금속 패드는 예를 들어, 알루미늄, 은, 로듐, 아연, 금, 게르마늄, 니켈, 크롬, 백금, 주석, 구리, 텅스텐, 인듐-주석-옥사이드, 팔라듐, 인듐, 티타늄 및/또는 이들의 조합일 수 있다.
도 2c 및 도 2d에서, 층이 먼저 채워지고 평탄화된다. 도 2c에서, 두꺼운 유전체 층(230)이 기존 구조물 위에 증착된다. 이는 또한 패시베이션을 제공한다. 이어서 층(230)이 평탄화되어, 도 2d의 구조가 된다. 화학 기계적 연마는 유전체 층을 평탄화하기 위해 사용될 수 있으며, 층의 상부 경계면은 평평해질 수 있다.
도 2e 내지 도 2g에 도시된 바와 같이, 비아(143, 145)는 평평한 상부 경계면으로부터 충전물(230)을 통과하여 금속 패드로 제조된다. 도 2e에서, 딥 드라이 에칭은 금속 패드(142R, 213B, 213G)로 이어지는 홀을 생성하기 위해 사용된다. 도 2f에서, 이들은 컨덕터, 전도성 재료(244), 예를 들어 TiN 또는 텅스텐으로 채워진다. 이는 예를 들어 화학적 기계적 연마에 의해 평탄화되어 비아(143, 145)를 갖는 도 2g의 구조를 완성된다. 이것으로 제1 층(155R)이 완성된다.
이러한 일반적인 공정은 다른 층들을 제조하기 위해 반복된다. 도 2h 내지 도 2j는 중간 층의 제조를 도시한다. 도 2h에서, 비 패턴화 에피택셜 구조물(220G)은 종래의 층(155R)의 상부에 결합된다. 이는 하부 층(155R)에 대해 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 에피택셜 층(220G)은 기판 상에 성장된다. 에피택셜 층(220G) 상에 금속 결합층(221G)이 제조된다. 또한 대응하는 금속 결합층(211R)은 하부 층(155R) 상에 제조된다. 2 개의 결합층(211R, 220G)은 서로 결합된다. 이어서 에피택시 기판이 제거된다.
도 2i에서, 에피택셜 구조(220G) 및 결합 층(211R, 221G)은 녹색 마이크로 LED(140G)(에피택셜 층(141G) 및 하부 접촉 금속 패드(144G)) 및 다른 마이크로 LED를 위한 중간 금속 패드(213)를 형성하도록 패턴화된다. 상부 접촉 금속 패드(142G)도 증착된다. 중간 층(155G)은 이어서 재료(230)로 채워지며, 평탄화되고 비아(143, 145)가 제조되어, 도 2j의 구조가 완성된다.
이러한 공정은 도 2k에 도시된 상부 청색 층(155B)을 제조하기 위해 반복된다.
도 2l에서, 공통 전극(165)은 청색 층(155B)의 상부에 제조되고 비아(163)에 의해 회로에 대응하는 패드(164)에 연결된다. 공통 전극(165)은 도 3a에 도시된 바와 같이, (불투명한) 금속 트레이스의 그리드일 수 있다. 도 3a는 장치를 내려다 본 평면도이다. 도 3a는 큰 정사각형으로 표시되는 3개의 마이크로 LED(140R, G, B)를 도시한다. 이들 마이크로 LED 각각은 마이크로 LED의 상부를 층 스택의 상부에 전기적으로 연결하는 비아 및 금속 패드의 구조(143)를 갖는다. 이들은 도 3A에서 작은 정사각형(143)으로 표시된다. 긴 직사각형(165)은 비아/금속 패드(143)에 전기적으로 연결되는 금속 트레이스이다.
대안적으로, 공통 전극(165)은 도 3b에 도시된 바와 같이 인듐 주석 산화물과 같은 투명 전극일 수 있다. 도 3b는 또한 마이크로 LED(140R, G, B) 및 이들의 상호 접속부(143)를 도시한 평면도이다. 이 예시에서, 공통 전극(165)은 경계(165)에 의해 정의된 직사각형의 전체이다. 모든 마이크로 LED를 커버하는 것이 허용된다. 전극(165)이 투명하기 때문이다. 직사각형 고리(164)는 회로에 연결되는 금속 패드이다. 공통 전극(165)은 모든 층들 위에 있고, 금속 패드(164)는 모든 층들 아래에 있다. 이들은 비아(163)에 의해 전기적으로 연결된다.
도 3c는 모든 마이크로 LED(140)가 구조의 최상부에서 공통 전극에 연결되는 것이 아닌 다른 접근법을 도시한다. 대신, 각 층의 마이크로 LED(140)는 특정 층의 상부에 위치한 구조(167)에 의해 공통 전극(164)에 전기적으로 연결된다. 이러한 예시에서, 적색 마이크로 LED(140R)는 구조(167R)에 의해 연결되고, 녹색 마이크로 LED(140G)는 구조(167G)에 의해 연결되고, 청색 마이크로 LED(140B)는 구조(167B)에 의해 연결된다.
도 4a 내지 도 4b는 상이한 픽셀의 광학적 격리를 제공하는 추가 구조를 도시한다. 이 예시에서, 적색, 녹색 및 청색 픽셀은 멀티-컬러 픽셀(410)로 그룹화되고 층의 구조는 인접한 픽셀을 광학적으로 분리하는 기능을 수행한다. 이것은 인접한 멀티-컬러 픽셀(410) 사이의 누화를 감소시킬 수 있다. 도 4a에서, 구조는 불투명(흡수성) 구분기(422)의 그리드이다. 도 4b에서, 구조물(423)은 반사성이며, 이는 또한 마이크로 LED에 의한 광 생성의 방향성 및 효율을 증가시키는 기능을 할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 예시적인 마이크로 LED 디스플레이 패널(500)의 평면도이다. 디스플레이 패널(500)은 데이터 인터페이스(510), 제어 모듈(520) 및 픽셀 영역(540)을 포함한다. 데이터 인터페이스(510)는 표시될 이미지를 정의하는 데이터를 수신한다. 이 데이터의 출처와 형식은 응용 프로그램에 따라 상이하다. 제어 모듈(520)은 입력 데이터를 수신하여 디스플레이 패널에서 픽셀을 구동하기에 적합한 형태로 변환한다. 제어 모듈(520)은 수신된 포맷을 픽셀 영역(540)에 적합하게 변환하기 위한 디지털 로직 및/또는 상태 머신, 데이터를 저장하고 전송하기 위한 시프트 레지스터 또는 다른 유형의 버퍼 및 메모리, 디지털-아날로그 변환기(DACs), 레벨 시프터, 및 클록 킹 회로를 포함하는 스캔 컨트롤러를 포함할 수 있다.
픽셀 영역(540)은 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀은, 예를 들어 상기 또는 하기 도면에 기술된 바와 같이 픽셀 드라이버와 모놀리식 집적 마이크로 LED(534)를 포함한다. 이러한 예시에서, 디스플레이 패널(500)은 컬러 RGB 디스플레이 패널이다. 여기에는 열로 배열된 적색, 녹색 및 파랑 픽셀이 포함된다. 열(532R)은 적색 픽셀들이고, 열(532G)는 녹색 픽셀들이며, 열(532B)는 청색 픽셀들이다. 각각의 픽셀 내에서, LED(534)는 픽셀 드라이버에 의해 제어된다. 이전에 도시된 실시예들에 따라, 픽셀은 공급 전원(미도시) 및 접지 패드(536)를 통해 접지와 접촉되며, 제어 신호에도 접촉한다. 도 5에는 도시되지 않았지만, LED의 p-전극 및 구동 트랜지스터의 출력은 LED(534) 아래에 위치하고, 이들은 금속을 접합함으로써 전기적으로 연결된다. LED 전류 구동 신호 연결(LED의 p-전극과 픽셀 드라이버의 출력 간), 접지 연결(n-전극과 시스템 접지 간), Vdd 연결(픽셀 드라이버와 시스템 Vdd의 소스 간) 및 픽셀 드라이버의 게이트에 대한 제어 신호 연결은 전술한 다양한 실시예에 따라 이루어진다.
도 5는 단지 대표적인 도면이다. 다른 디자인은 자명할 수 있다. 예를 들어, 색상은 적색, 녹색 및 청색일 필요는 없으며 각 색상 픽셀의 수가 같을 필요는 없다. 또한 열이나 줄무늬로 배열할 필요가 없다. 예를 들어, 4개의 컬러 픽셀 세트는 2x2 정사각형으로 배열될 수 있다. 개별 픽셀 셀들은 또한 행 또는 열 어드레싱을 공유하도록 배열될 수 있어서, 행 또는 열 트레이스의 총 수를 감소시킬 수 있다. 하나의 예시로서, 도 5에 도시된 정사각형 픽셀 매트릭스의 배열과는 별도로, 6각형 픽셀 매트릭스의 배열이 또한 디스플레이 패널(500)을 형성하는데 사용될 수 있다.
일부 응용에서, 완전히 프로그램 가능한 직사각형 픽셀 어레이는 필요하지 않다. 다양한 형상 및 디스플레이를 갖는 디스플레이 패널의 다른 디자인이 또한 본 명세서에 설명된 장치 구조를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어 간판과 자동차를 포함한 특수 응용 분야가 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀이 별 모양 또는 나선 형태로 배열되어 디스플레이 패널을 형성 할 수 있으며, LED를 온/오프 함으로써 디스플레이 패널상의 상이한 패턴이 생성될 수 있다. 또 다른 특수 예로는 자동차 전조등과 스마트 조명이 있다. 여기서 특정 픽셀을 그룹화하여 다양한 조명 형태를 형성하고 각 LED 픽셀 그룹을 개별 픽셀 드라이버로 켜거나 끄거나 조정할 수 있다.
각 픽셀 내의 장치의 측방향 배열조차도 변할 수 있다. 도 1 내지 도 4에서, LED와 픽셀 드라이버가 세로로 배열되어 있다. 각 LED는 해당 픽셀 드라이버 회로의 "상부에" 위치한다. 다른 배열도 가능하다. 예를 들어, 픽셀 드라이버는 LED의 "뒤", "앞" 또는 "옆"에 위치할 수도 있다.
상이한 유형의 디스플레이 패널이 제조될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널의 해상도는 전형적으로 8x8 내지 3840x2160의 범위일 수 있다. 일반적인 디스플레이 해상도는 320x240 해상도와 4 : 3의 종횡비를 가지는 QVGA, 1024x768 해상도와 4 : 3의 종횡비를 가지는 XGA, 1280x720 해상도와 16 : 9의 종횡비를 가지는 HD, 1920x1080 해상도와 16 : 9의 종횡비를 가지는 FHD, 3840x2160 해상도 및 종횡비 16 : 9의 UHD 및 4096x2160 해상도의 4K를 포함한다. 또한, 서브 마이크론 이하에서 10mm 이상까지 다양한 픽셀 크기가 있을 수 있다. 전체 디스플레이 영역의 크기는 또한 수십 미크론 이하의 작은 대각선에서부터 수백 인치 이상까지 광범위하게 변할 수 있다.
상이한 어플리케이션은 또한 광학 밝기에 대한 상이한 요구 사항을 가질 것이다. 응용 사례로는 직접보기 디스플레이 화면, 가정/사무실 프로젝터용 조명 엔진 및 스마트 폰, 랩톱, 웨어러블 전자 장치 및 망막 프로젝터와 같은 휴대용 전자 장치가 있다. 전력 소비는 망막 프로젝터의 경우 몇 밀리 와트에서 대형 스크린 실외 디스플레이, 프로젝터 및 스마트 자동차 헤드 라이트의 경우 킬로와트까지 다양하다. 프레임 속도와 관련하여, 무기 LED의 빠른 응답(나노초)으로 인해 프레임 속도는 KHz만큼 높거나 작은 해상도의 경우 MHz 일 수 있다.
상세한 설명은 많은 세부 사항을 포함하지만, 이들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며 단지 본 발명의 상이한 예 및 측면을 설명하는 것으로 해석되어야 한다. 본 발명의 범위는 위에서 상세히 논의되지 않은 다른 실시예들을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 전술한 접근법은 LED 이외의 기능성 장치를 픽셀 드라이버 이외의 제어 회로와 통합하는 데 적용될 수 있다. 비 LED 장치의 예로는 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL), 광 검출기, 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS), 실리콘 광자 장치, 전력 전자 장치 및 분산 피드백 레이저(DFB)가 포함된다. 다른 제어 회로의 예로는 전류 드라이버, 전압 드라이버, 트랜스 임피던스 증폭기 및 논리 회로가 포함된다.
당업자에게 명백할 다양한 다른 수정, 변경 및 변형이 첨부된 청구 범위에서 정의된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에 개시된 본 발명의 방법 및 장치의 구성, 동작 및 세부 사항에서 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위 및 그와 동등한 법적 동등물에 의해 결정되어야 한다.
110: 구동 트랜지스터 120: 제어 트랜지스터
130: 스토리지 커패시터 140: LED
150: 스캔 라인 170: 데이터 라인

Claims (40)

  1. 픽셀 드라이버의 어레이를 지지하는 기판; 및
    인접 층 사이에 평평한 경계면을 가지며, 픽셀 드라이버 및 상기 기판 상에 적층된 2개 이상의 층으로서, 각 층은 마이크로 LED의 어레이를 포함하는, 2개 이상의 층을 포함하되,
    상기 각 층에 대한 마이크로 LED의 어레이는 상기 픽셀 드라이버의 어레이에 전기적으로 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  2. 제1 항에 있어서,
    각 층은:
    상기 마이크로 LED를 형성하는 에피택셜 구조;
    상기 마이크로 LED의 하부에 전기적으로 연결된 하부 접촉 금속 패드; 및
    상기 마이크로 LED의 상부에 전기적으로 연결된 상부 접촉 금속 패드를 포함하고,
    상기 하부 접촉 금속 패드는 상기 픽셀 드라이버의 어레이에 전기적으로 더 연결되고, 상기 상부 접촉 금속 패드는 공통 전극에 전기적으로 더 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 각 층의 에피택셜 구조는 III-V 질화물 에피택셜 구조, III-V 비소 에피택셜 구조, III-V 인화물 에피택셜 구조 및 III-V 안티몬화물 에피택셜 구조 중 하나인 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 각 층의 하부 접촉 금속 패드는 알루미늄, 은, 로듐, 아연, 금, 게르마늄, 니켈, 크롬, 백금, 주석, 구리, 텅스텐, 인듐-주석-옥사이드, 팔라듐, 인듐, 및/또는 티타늄을 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 층 모두의 상부에 금속 트레이스의 그리드를 포함하고, 각각의 상부 접촉 금속 패드는 상기 금속 트레이스의 그리드에 전기적으로 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 층 모두의 상부에 투명 전극을 포함하고, 각각의 상부 접촉 금속 패드는 상기 투명 전극에 전기적으로 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 층 모두의 상부에 상부 전극을 포함하고, 각각의 상부 접촉 금속 패드는 임의의 개재 층을 통과하는 비아에 의해 상기 상부 전극에 전기적으로 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 해당 층의 상부에 위치한 각 층에 대해 분리된 공통 전극 구조를 포함하고, 각 층의 상부 접촉 금속 패드는 해당 층의 공통 전극 구조에 전기적으로 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 각 층의 하부 접촉 금속 패드는 임의의 개재 층을 통과하는 비아에 의해 상기 픽셀 드라이버의 어레이에 전기적으로 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  10. 제2 항에 있어서,
    상기 층의 바닥은 상기 층 모두에서 각각의 마이크로 LED에 대한 픽셀 드라이버의 어레이에 전기적으로 연결되는 금속 패드를 포함하고,
    하부 층에서 상기 금속 패드는 마이크로 LED를 위한 상기 하부 접촉 금속 패드로서 기능하며, 다른 층에서 상기 금속 패드는 임의의 개재 층을 통과하는 비아를 통해 마이크로 LED를 위한 상기 하부 접촉 금속 패드에 전기적으로 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  11. 제1 항에 있어서,
    상이한 층의 마이크로 LED는 상이한 파장의 빛을 생성하는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 상이한 층의 마이크로 LED는 상이한 가시광선 영역의 파장의 빛을 생성하는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 2개 이상의 층은 정확히 3개의 층이고,
    상기 마이크로 LED는 상기 층 중 하나에 대응하는 적색 마이크로 LED, 상기 층 중 다른 하나에 대응하는 녹색 마이크로 LED, 및 상기 층 중 나머지 하나에 대응하는 청색 마이크로 LED인 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 각 층의 마이크로 LED는 자외선, 청색, 녹색, 주황색, 적색, 또는 적외선 마이크로 LED인 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  15. 제1 항에 있어서,
    상이한 층의 마이크로 LED는 멀티-컬러 픽셀로 그룹화되고,
    인접한 멀티-컬러 픽셀을 광학적으로 분리하는 층의 구조를 더 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 구조는 흡수성 또는 반사성인 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  17. 제1 항에 있어서,
    각 층은 하부 층의 마이크로 LED 상에 측방향으로 위치한 영역에서 투명하고, 상기 하부 층의 마이크로 LED에 의해 생성된 광은 그러한 영역을 통해 전파 가능한 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 픽셀 드라이버는 박막 트랜지스터 픽셀 드라이버 또는 실리콘 CMOS 픽셀 드라이버를 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  19. 픽셀 드라이버의 어레이를 지지하는 기판; 및
    인접 층 사이에 평평한 경계면을 가지며 픽셀 드라이버 및 상기 기판 상에 적층된 3개의 층으로서, 상기 층의 하나는 적색 마이크로 LED를 포함하고, 상기 층의 다른 하나는 녹색 마이크로 LED를 포함하며, 상기 층의 나머지 하나는 청색 마이크로 LED를 포함하는, 3개의 층을 포함하되,
    각 층은: 상기 마이크로 LED를 형성하는 에피택셜 구조; 상기 마이크로 LED의 하부에 전기적으로 연결된 하부 접촉 금속 패드; 및 상기 마이크로 LED의 상부에 전기적으로 연결된 상부 접촉 금속 패드를 더 포함하고,
    상기 하부 접촉 금속 패드는 임의의 개재 층을 통과하는 비아에 의해 상기 픽셀 드라이버의 어레이에 전기적으로 더 연결되고, 상기 상부 접촉 금속 패드는 공통 전극에 전기적으로 더 연결되며; 및
    상기 각 층은 하부 층의 마이크로 LED 상에 측방향으로 위치한 영역에서 투명하고, 상기 하부 층의 마이크로 LED에 의해 생성된 광은 그러한 영역을 통해 전파 가능한 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 층 모두의 상부에 상부 전극을 포함하고, 각각의 상부 접촉 금속 패드는 임의의 개재 층을 통과하는 비아에 의해 상기 상부 전극에 전기적으로 연결되며,
    상기 각 층의 하부 접촉 금속 패드는 임의의 개재 층을 통과하는 비아에 의해 상기 픽셀 드라이버의 어레이에 전기적으로 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩.
  21. 픽셀 드라이버의 어레이를 지지하는 기판을 제공하는 단계; 및
    인접 층 사이에 평평한 경계면을 가지며, 픽셀 드라이버 및 상기 기판 상에 적층된 2개 이상의 층을 제조하는 단계로서,
    하부 층에 대해: 패터닝되지 않은 에피택셜 구조를 상기 기판 및 픽셀 드라이버의 상에 금속 층을 사용하여 결합하고; 다른 층에 대해: 패터닝되지 않은 에피택셜 구조를 이전 층 상에 금속 층을 사용하여 결합하는 단계;
    상기 에피택셜 구조를 패터닝하여 마이크로 LED를 형성하고, 결합한 금속 층을 패터닝하여 금속 패드를 형성하는 단계로서, 상기 금속 패드의 일부는 상기 마이크로 LED의 하부에 전기적으로 연결되는 하부 접촉 금속 패드로 기능하는, 단계; 및
    상부 층을 제외한 나머지 층에 대해, 상기 층을 충전하고 평탄화하여 평평한 상부 경계면을 생성하는 단계로서, 상기 상부 경계면은 상기 마이크로 LED 상부와의 전기적 연결을 포함하는, 단계;에 의해 2개 이상의 층을 제조하는 단계를 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 에피택셜 구조를 패터닝하여 마이크로 LED를 생성하는 것은 상이한 마이크로 LED에 대해 에피택셜 구조를 완전히 분리하는 것을 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 에피택셜 구조를 패터닝하는 단계는 상기 마이크 LED를 생성하기 위해 상기 에피택셜 구조를 건식 에칭하는 것을 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  24. 제21 항에 있어서,
    상기 금속 층을 패터닝하여 금속 패드를 형성하는 단계는 모든 층에서 모든 마이크로 LED에 대한 하나의 금속 패드를 형성하는 것을 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  25. 제21 항에 있어서,
    상기 패터닝되지 않은 에피택셜 구조를 상기 기판 또는 이전 층의 상부에 결합하는 단계는:
    패터닝되지 않은 에피택셜 층을 지지하는 에피택셜 기판을 상기 기판 또는 이전 층의 상부에 결합하는 단계; 및
    상기 에피택셜 기판을 제거하는 단계를 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 에피택셜 기판을 제거하는 단계는 리프트-오프 공정 또는 습식 화학 에칭 중 하나를 사용하여 상기 에피택셜 기판을 제거하는 단계를 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  27. 제21 항에 있어서,
    상기 층을 충전하는 것은 투명 물질로 상기 층을 충전하는 것을 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 투명 물질은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물인 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  29. 제21 항에 있어서,
    상기 층을 충전하는 단계는 하부 층의 마이크로 LED 상에 측방향으로 위치한 영역의 층을 투명한 물질로 충전하는 단계를 포함하며, 상기 하부 층의 마이크로 LED에 의해 생성된 광은 그러한 영역을 통해 전파 가능한 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  30. 제21 항에 있어서,
    상기 층을 평탄화하는 단계는 상기 층을 평탄화하기 위해 화학 기계적 연마를 사용하는 것을 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  31. 제21 항에 있어서,
    상기 층을 충전하고 평탄화하는 단계 이전에 상기 마이크로 LED의 상부에 상부 접촉 금속 패드를 증착시키는 단계를 더 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  32. 제31 항에 있어서,
    충전 이후, 평평한 상부 경계면에서부터 상기 상부 접촉 금속 패드까지 상기 충전을 통과하는 비아를 제조하는 단계를 더 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  33. 제21 항에 있어서,
    충전 이후, 평평한 상부 경계면에서부터 하부 접촉 금속 패드로서 기능하지 않은 금속 패드까지 상기 충전을 통과하여 비아를 제조하는 단계를 더 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  34. 제21 항에 있어서,
    상기 상부 층을 충전하고 평탄화하여 평평한 상부 경계면을 생성하는 단계로서, 상기 평평한 상부 경계면은 상기 마이크로 LED 상부와의 전기적 연결을 포함하는, 단계; 및
    상기 상부 층의 평평한 상부 경계면 상에 공통 전극을 제조하는 단계로서, 상기 마이크로 LED 상부는 상기 공통 전극과 전기적으로 연결되는, 단계를 더 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  35. 제34 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 하부 층의 하나 이상의 금속 패드와 전기적으로 더 연결되는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  36. 제21 항에 있어서,
    상이한 층의 마이크로 LED는 멀티-컬러 픽셀로 그룹화되고,
    상기 층을 제조하는 단계는: 인접하는 멀티-컬러 픽셀을 광학적으로 분리하는 층의 구조를 제조하는 단계를 더 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  37. 제21 항에 있어서,
    상기 2개 이상의 층은 정확히 3개의 층이고,
    상기 마이크로 LED는 상기 층 중 하나에 대응하는 적색 마이크로 LED, 상기 층 중 다른 하나에 대응하는 녹색 마이크로 LED, 및 상기 층 중 나머지 하나에 대응하는 청색 마이크로 LED인 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  38. 제21 항에 있어서,
    상기 층을 제조하는 단계는:
    상기 층을 통과하여 전기적 연결을 제공하는 비아를 제조하는 단계를 더 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  39. 제38 항에 있어서,
    상기 비아를 제조하는 단계는:
    비아 홀을 에칭하는 단계; 및 상기 비아 홀에 컨덕터를 채우는 단계를 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
  40. 픽셀 드라이버의 어레이를 지지하는 기판을 제공하는 단계; 및
    인접 층 사이에 평평한 경계면을 가지며, 픽셀 드라이버 및 상기 기판 상에 적층된 3개의 층을 제조하는 단계로서, 상기 층의 하나는 적색 마이크로 LED를 포함하고, 상기 층의 다른 하나는 녹색 마이크로 LED를 포함하며, 상기 층의 나머지 하나는 청색 마이크로 LED를 포함하는, 단계를 포함하되,
    상기 층을 제조하는 단계는:
    하부 층에 대해: 패터닝되지 않은 에피택셜 구조를 상기 기판 및 픽셀 드라이버의 상에 금속 층을 사용하여 결합하고; 다른 층에 대해: 패터닝되지 않은 에피택셜 구조를 이전 층 상에 금속 층을 사용하여 결합하는 단계;
    상기 에피택셜 구조를 패터닝하여 마이크로 LED를 형성하고, 결합한 금속 층을 패터닝하여 금속 패드를 형성하는 단계로서, 상기 금속 패드의 일부는 상기 마이크로 LED의 하부에 전기적으로 연결되는 하부 접촉 금속 패드로 기능하는, 단계;
    상기 마이크로 LED의 상부와 전기적으로 연결되는 상부 접촉 금속 패드를 증착하는 단계;
    상부 층을 제외한 나머지 층에 대해, 상기 층을 충전하고 평탄화하여 평평한 상부 경계면을 생성하는 단계로서, 상기 상부 경계면은 상기 마이크로 LED 상부와의 전기적 연결을 포함하는, 단계; 및
    상기 평평한 상부 경계면으로부터 상기 상부 접촉 금속 패드 및 상기 하부 접촉 금속 패드로서 기능하지 않는 금속 패드까지 비아를 제조하는 단계를 포함하는 마이크로-LED 디스플레이 칩의 제조 방법.
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